JP7112996B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
本発明は、作業機械に関する。
電源投入時に自身の異常の有無を診断する自己診断機能を有する制御装置、センサ等を備えた制御システムが知られている。特許文献1には、車両用の制御システムであって、自己診断機能を有するセンサと、センサへの電力の供給を遮断し得る電力遮断部と、を備えた制御システムが開示されている。特許文献1に記載の制御システムでは、ブレーキ操作がされ、車両が停止状態となったときに、センサへの電力供給を遮断し、その後、センサへの電力供給がなされることによりセンサの自己診断が行われる。
油圧ショベル等の作業機械では、車体が停止状態であるときに、作業装置によって掘削等の作業が行われる。このため、車体が停止状態であるときに、自己診断機能を有する制御装置への電力供給を遮断すると、作業装置による作業に支障をきたし、作業効率が低下するおそれがある。
本発明は、作業装置による作業効率を低下させることなく、制御装置の自己診断を適切な頻度で行うことのできる作業機械を提供することを目的とする。
本発明の一態様による作業機械は、作業装置と、前記作業装置を操作するための操作装置と、前記操作装置の操作に基づいて前記作業装置の動作を制御する第1制御装置と、所定時間、前記操作装置が操作されなかった場合にオートアイドル条件が成立したとして、エンジン回転数をアイドル回転数まで下げるオートアイドル制御を実行する第2制御装置と、を備えた作業機械において、前記第1制御装置は、当該第1制御装置に電力の供給が開始されると、当該第1制御装置の故障の有無を診断し、前記第2制御装置は、前記オートアイドル条件が成立すると、前記第1制御装置への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行し、その後、前記第1制御装置への電力の供給を開始する電力供給制御を実行する。
本発明によれば、作業装置による作業効率を低下させることなく、第1制御装置の自己診断を適切な頻度で行うことのできる作業機械を提供することができる。
図面を参照して、本発明の実施形態に係る作業機械について説明する。
<第1実施形態>
図1は、作業機械の一例としての油圧ショベル1の構成を示す側面図である。油圧ショベル1では、各種アクチュエータが油圧ポンプ(不図示)から吐出される作動油によって駆動されて、様々な作業が行われる。
図1は、作業機械の一例としての油圧ショベル1の構成を示す側面図である。油圧ショベル1では、各種アクチュエータが油圧ポンプ(不図示)から吐出される作動油によって駆動されて、様々な作業が行われる。
図1に示すように、油圧ショベル1は、走行体10と、走行体10上に旋回可能に設けられる旋回体11と、旋回体11に設けられるフロント作業装置12と、を備える。走行体10は、左右一対のクローラを走行モータによって駆動することにより走行する。旋回体11は、旋回モータ19によって旋回する。
旋回体11の前部左側には運転室22が設けられ、運転室22の後部にはエンジン室が設けられている。運転室22内には、オペレータが着座する運転席と、フロント作業装置12を操作するための操作装置である操作レバー23と、が設けられる。操作レバー23には、操作レバー23の操作(操作方向及び操作量)を検出するポテンショメータ等の操作センサ23a(図2参照)が設けられる。また、運転室22内には、エンジン回転数(1分当たりの回転数)を設定するためのエンジンコントロールダイヤル20a(図2参照)が設けられている。エンジンコントロールダイヤル20aは、エンジン20の回転数の目標値(指令値)を設定する操作装置であり、油圧ショベル1のオペレータによって操作される。
エンジン室には、動力源であるエンジン20、車体に電力を供給するバッテリ21、油圧機器等が収容されている。油圧機器としては、エンジン20により駆動される油圧ポンプ(メインポンプ、パイロットポンプ)、油圧ポンプから吐出される作動油の流れを制御するコントロールバルブ、コントロールバルブの受圧室へパイロット圧を出力する比例弁ユニット25(図2参照)等がある。エンジン室の後部には、作業時の機体のバランスをとるためのカウンタウエイトが取り付けられている。
旋回体11の前部右側にはフロント作業装置12が設けられている。フロント作業装置12は、複数のフロント部材、すなわちブーム13、アーム14、及び、バケット15を備える。ブーム13は、その基端が旋回体11の前部に回動可能に取り付けられている。アーム14は、その基端がブーム13の先端に回動可能に取り付けられている。ブーム13及びアーム14は、ブームシリンダ16及びアームシリンダ17によってそれぞれ駆動されて起伏する。バケット15は、アーム14の先端において、アーム14に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、バケットシリンダ18によって駆動される。
図2は、油圧ショベル1の制御システム100の構成について説明する機能ブロック図である。油圧ショベル1の制御システム100は、複数のコントローラ24,26,27と、各コントローラ24,26,27に電力を供給するバッテリ21と、を備えている。各コントローラ24,26,27は、動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)、記憶装置としてのROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)、並びに入出力インタフェース(I/Oインタフェース)、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成され、油圧ショベル1の各部の制御を行っている。コントローラ24,26,27の記憶装置には、各種演算が実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、コントローラ24,26,27の記憶装置は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体である。
メインコントローラ24は、操作レバー23の操作に基づいて、フロント作業装置12の各油圧シリンダ(16,17,18)等の動作を制御する。エンジンコントローラ27は、エンジンコントロールダイヤル20aの指令値等に基づいて、目標エンジン回転数を設定し、エンジン20の実回転数が設定した目標エンジン回転数となるようにエンジン20を制御する。サブコントローラ26は、後述するオートアイドル条件が成立したときに、エンジン回転数をアイドル回転数に制御するオートアイドル制御を実行するためのオートアイドル作動指令をエンジンコントローラ27に出力する。エンジンコントローラ27にオートアイドル作動指令が入力されると、エンジンコントローラ27は、目標エンジン回転数としてアイドル回転数を設定し、エンジン20の実回転数がアイドル回転数となるようにエンジン20を制御する。
メインコントローラ24には、比例弁ユニット25が接続されている。比例弁ユニット25は、メインコントローラ24からの動作指令(制御電流)に応じて、弁の開度を調節可能な複数の電磁比例弁を備えている。メインコントローラ24は、操作された操作レバー23及びその操作方向に対応する電磁比例弁のソレノイドに対し、操作レバー23の操作角(操作量)に応じた動作指令(制御電流)を出力する。
比例弁ユニット25に設けられる各電磁比例弁は、エンジン20により駆動されるパイロットポンプ(不図示)の吐出圧を減圧し、パイロット圧としてコントロールバルブの受圧室へ出力する。コントロールバルブは、エンジン20により駆動されるメインポンプ(不図示)と各油圧シリンダ(16,17,18)との間に設けられ、メインポンプから各油圧シリンダ(16,17,18)に供給される作動油の流れを制御する。比例弁ユニット25から操作レバー23の操作量に応じたパイロット圧が出力され、パイロット圧がコントロールバルブの受圧室に作用すると、コントロールバルブのスプールが動作する。これにより、メインポンプから油圧シリンダ(16,17,18)のボトム室またはロッド室へ作動油が導かれ、油圧シリンダが伸長または収縮する。したがって、油圧シリンダ(16,17,18)は、操作レバー23の操作方向に応じた動作(伸長/収縮)を、操作角(操作量)に応じた速度で行う。
図2に示すように、メインコントローラ24には、操作レバー23の操作センサ23aが接続され、操作センサ23aで検出された操作信号が入力される。メインコントローラ24は、操作レバー23の操作方向及び操作量を表す操作信号(電圧値)を検出する操作信号検出部32と、操作信号検出部32で検出された操作レバー23の操作信号に基づいて、比例弁ユニット25に出力する制御電流の電流値(動作指令値)を演算する動作指令値演算部33と、動作指令値演算部33で演算された電流値(動作指令値)の制御電流(動作指令)を比例弁ユニット25に出力する動作指令出力部31と、自身の故障(異常)の有無を診断する自己診断部30と、を有する。自己診断部30の詳細については、後述する。
図3は、動作指令値演算部33が電流値(動作指令値)を演算するときに用いる変換テーブルを示す図である。メインコントローラ24の記憶装置には、図3に示す変換テーブルが、ルックアップテーブル形式で記憶されている。変換テーブルは、電圧値(横軸)に応じて電流値(縦軸)が定められたテーブルである。
操作信号検出部32は、操作レバー23の操作センサ23aから操作方向及び操作量を表す操作信号として0[V]~5.0[V]の電圧値を検出する。動作指令値演算部33は、図3に示す変換テーブルを参照し、操作信号検出部32により検出された電圧値に対応する電流値を演算する。
本実施形態では、操作センサ23aは、操作レバー23が中立位置にあるときには2.5[V]の電圧を出力する。操作センサ23aは、操作レバー23が不感帯にあるときには、V1以上V2未満の電圧を出力する(0<V1<2.5,2.5<V2<5.0)。操作センサ23aから出力される電圧値は、操作レバー23が不感帯を超えて一方側に操作されると、操作量の増加に応じて、出力する電圧値が増加する。操作レバー23が一方側の最大操作位置まで操作されると(フル操作されると)、操作センサ23aは5.0[V]の電圧を出力する。また、操作センサ23aから出力される電圧値は、操作レバー23が不感帯を超えて他方側に操作されると、操作量の増加に応じて、出力する電圧値が低下する。操作レバー23が他方側の最大操作位置まで操作されると(フル操作されると)、操作センサ23aは0[V]の電圧を出力する。
操作レバー23が不感帯にあるときには、動作指令出力部31は、待機電流(電流値I0[mA])を出力する。操作レバー23が不感帯を超えて一方側に操作されると、操作量の増加(電圧値の増加)に応じて動作指令出力部31が出力する制御電流の電流値(動作指令値)は増加する。同様に、操作レバー23が不感帯を超えて他方側に操作されると、操作量の増加(電圧値の減少)に応じて動作指令出力部31が出力する制御電流の電流値(動作指令値)は増加する。
比例弁ユニット25の電磁比例弁のソレノイドに動作指令出力部31から出力された制御電流(励磁電流)が入力されると、その電流値に応じて弁の開度が制御される。電磁比例弁の開度は、制御電流の電流値が大きいほど、大きくなる。電磁比例弁が開かれると、コントロールバルブの受圧室にパイロット圧が導かれ、パイロット圧に応じてコントロールバルブの開度が調節され、油圧アクチュエータ(例えば、ブームシリンダ16)を作動させる作動油の圧力が調節される。
図2に示すように、サブコントローラ26には、操作レバー23の操作センサ23aが接続され、操作センサ23aからの操作信号が入力される。サブコントローラ26は、操作判定部34と、第1時間計測部35と、オートアイドル判定部36と、リレー制御部50と、を有する。リレー制御部50の詳細については、後述する。
操作判定部34は、操作レバー23が操作されているか否かを判定する。操作判定部34は、操作レバー23が不感帯にあること表す信号(図3に示す電圧値がV1以上V2未満)が入力されているときには、操作レバー23は操作されていないと判定し、操作レバー23が不感帯を超えて操作されていることを表す信号(図3に示す電圧値がV1未満またはV2以上)が入力されているときには、操作レバー23は操作されていると判定する。
第1時間計測部35は、操作判定部34により操作レバー23が操作されていないと判定された場合、サブコントローラ26に内蔵されている第1タイマ(不図示)により、時間の計測を行う。第1時間計測部35は、操作判定部34により操作レバー23が操作されていると判定された場合、第1タイマをリセットし、計測時間T1を0(ゼロ)にする。つまり、第1時間計測部35は、操作レバー23が連続して操作されていない時間(非操作時間)T1を計測する。
オートアイドル判定部36は、操作判定部34の判定結果、及び、第1時間計測部35での計測結果に基づき、オートアイドル条件が成立したか否かを判定する。具体的には、オートアイドル判定部36は、フロント作業装置12が操作されていると判定された場合、オートアイドル条件は成立していないと判定し、オートアイドル解除指令を出力する。また、オートアイドル判定部36は、第1時間計測部35により計測された時間T1が所定時間Tt1を経過したか否かを判定する。オートアイドル判定部36は、第1時間計測部35により計測された時間T1が所定時間Tt1未満である場合には、オートアイドル条件は成立していないと判定し、オートアイドル解除指令を出力する。オートアイドル判定部36は、第1時間計測部35により計測された時間T1が所定時間Tt1以上である場合には、オートアイドル条件が成立したと判定し、オートアイドル作動指令を出力する。所定時間Tt1は、オートアイドル条件が成立したことを判定するための閾値であり、任意に設定することができ、予めサブコントローラ26の記憶装置に記憶されている。
エンジンコントローラ27は、判定結果受付部37と、オートアイドル指令部38と、エンジン回転数調整部39と、を備える。判定結果受付部37には、オートアイドル判定部36による判定結果を表す信号(オートアイドル作動指令/オートアイドル解除指令)が入力される。オートアイドル指令部38は、判定結果受付部37にオートアイドル作動指令が入力された場合に、エンジン20の目標回転数をオートアイドル回転数に設定し、その目標回転数(オートアイドル回転数)を表す信号をエンジン回転数調整部39に出力する。エンジン回転数調整部39は、エンジン20の実回転数を目標回転数(オートアイドル回転数)とするための回転数指令信号をエンジン20に出力する。
オートアイドル指令部38は、判定結果受付部37にオートアイドル解除指令が入力されると、エンジン回転数調整部39に対し目標回転数(オートアイドル回転数)の値を表す信号の出力は行わない。この場合、エンジン回転数調整部39は、エンジンコントロールダイヤル20aにより設定された目標回転数等に基づいて、通常の動作状態に対応する所定の回転数指令信号をエンジン20に出力する。
このように、本実施形態では、メインコントローラ24が、操作レバー23の操作に基づいてフロント作業装置12の動作を制御する第1制御装置として機能する。また、サブコントローラ26及びエンジンコントローラ27が、所定時間Tt1、操作レバー23が操作されなかった場合にオートアイドル条件が成立したとして、エンジン回転数をエンジンコントロールダイヤル20aにより設定された目標回転数よりも低いアイドル回転数まで下げるオートアイドル制御を実行する第2制御装置として機能する。
メインコントローラ24、サブコントローラ26、エンジンコントローラ27の電源回路(不図示)には、バッテリ21が接続されている。バッテリ21は、例えば電荷を蓄える蓄電装置として一般的な鉛蓄電池が用いられている。オペレータにより、イグニッションスイッチがオンされることにより、バッテリ21から各コントローラ24,26,27に電力が供給される。
次に、メインコントローラ24が備える自己診断機能及びこの自己診断機能の診断結果に基づく制御について説明する。メインコントローラ24は、自身(当該メインコントローラ24)に電力の供給が開始されると、自身(当該メインコントローラ24)の故障の有無を診断する自己診断機能を有する。
メインコントローラ24の自己診断部30は、オペレータによりイグニッションスイッチがオンされ、電源が投入されると、メインコントローラ24のCPU、各種I/O等の電子機器(不図示)に対する故障診断(異常診断)を行う。自己診断により故障(異常)があったことが検出された場合、自己診断部30は、動作指令出力部31に対して、比例弁ユニット25への動作指令(制御電流)の出力を禁止する指令を出力する。したがって、この場合には、操作レバー23が不感帯を超えて操作されたとしても、フロント作業装置12は動作しない。
自己診断により故障があったことが検出されなかった場合、自己診断部30は、動作指令出力部31に対して、比例弁ユニット25への動作指令(制御電流)の出力を禁止する指令を出力しない。すなわち、自己診断部30は、動作指令出力部31から比例弁ユニット25への動作指令(制御電流)の出力を許可する。したがって、この場合には、上述したように、動作指令出力部31は、操作信号検出部32で検出された操作レバー23の操作信号に基づいて、動作指令値演算部33で演算された動作指令値(制御電流値)に応じた動作指令(制御電流)を比例弁ユニット25に出力する。このため、操作レバー23の操作に応じて、フロント作業装置12が動作する。
ここで、走行体10が停止状態になったことのみを条件にメインコントローラ24への電力の供給を遮断し、その後、メインコントローラ24に電力の供給を行うことにより、メインコントローラ24による故障の自己診断を行うこととすると、以下のような問題が生じる。油圧ショベル1のような作業機械では、走行体10を停止した状態で、フロント作業装置12等の作業装置により掘削等の作業を行う。したがって、作業機械において、走行体10が停止した状態を検出したときに、メインコントローラ24への電力の供給を遮断してしまうと、フロント作業装置12による作業に支障をきたし、作業効率が低下するおそれがある。例えば、本実施形態に係る油圧ショベル1において、走行体10が停止した状態を検出したときに、メインコントローラ24への電力の供給を遮断してしまうと、メインコントローラ24は、操作レバー23の操作信号を検出することができず、また、動作指令を比例弁ユニット25に出力することもできない。つまり、走行体10を停止させた後、速やかにフロント作業装置12による作業に移行することができない。
そこで、本実施形態では、フロント作業装置12による作業の意図がない状態、すなわち、オートアイドル条件が成立したときに、メインコントローラ24へ供給される電力を遮断し、その後、メインコントローラ24へ電力を供給することにより自己診断が行われるようにした。以下、詳しく説明する。
本実施形態に係る油圧ショベル1は、バッテリ21とメインコントローラ24の電源回路とを接続する電力ラインにリレー28が設けられている。リレー28は、サブコントローラ26からの指令に基づき、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を遮断可能な電力遮断部として機能する。リレー28は、サブコントローラ26から導通信号が入力されると、導通状態(閉状態)となって、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を許可する。リレー28は、サブコントローラ26から遮断信号が入力されると、遮断状態(開状態)となって、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を遮断する。
サブコントローラ26のリレー制御部50は、オートアイドル判定部36による判定結果に基づいてリレー28の導通/遮断を制御する。リレー制御部50は、オートアイドル判定部36によりオートアイドル条件が成立していないと判定された場合、リレー28を導通状態にするための導通信号をリレー28に出力する。リレー制御部50は、オートアイドル判定部36によりオートアイドル条件が成立したと判定された場合、リレー28を遮断状態にするための遮断信号をリレー28に出力する。
また、リレー制御部50は、オートアイドル判定部36によりオートアイドル条件が成立したと判定された場合、サブコントローラ26に内蔵されている第2タイマ(不図示)により、時間の計測を開始する第2時間計測部としての機能を有する。リレー制御部(第2時間計測部)50は、オートアイドル判定部36によりオートアイドル条件が非成立と判定された場合、第2タイマをリセットし、計測時間T2を0(ゼロ)にする。つまり、リレー制御部(第2時間計測部)50は、遮断信号が連続して出力されている時間(電力遮断時間)を計測する。
さらにリレー制御部50は、計測された時間T2が所定時間Tt2を経過したか否かを判定する。リレー制御部50は、計測された時間T2が所定時間Tt2未満である場合にはリレー28を遮断状態にするための遮断信号をリレー28に出力する。リレー制御部50は、計測された時間T2が所定時間Tt2以上である場合には、リレー28を導通状態にするための導通信号をリレー28に出力する。所定時間Tt2は、メインコントローラ24への電力の供給を遮断する時間(例えば、500ms程度)であり、任意に設定することができ、予めサブコントローラ26の記憶装置に記憶されている。
このように、サブコントローラ26は、オートアイドル条件が成立すると、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行し、その後、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を開始する電力供給制御を実行する。
図4は、第1実施形態に係る油圧ショベル1におけるサブコントローラ26によるオートアイドル判定制御の処理内容の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。
ステップS110において、サブコントローラ26は、操作センサ23aで検出された結果に基づき、フロント作業装置12のフロント部材(ブーム13、アーム14、バケット15)を動作させるための操作がなされているか否かを判定する。フロント作業装置12のフロント部材を動作させるための操作とは、ブーム上げ、ブーム下げ、アームクラウド、アームダンプ、バケットクラウド及びバケットダンプ操作である。
ステップS110において、フロント作業装置12を構成するフロント部材の操作レバー23の全てが不感帯にある場合、サブコントローラ26は、フロント作業装置12を動作させるための操作がなされていないと判定し、ステップS123へ進む。ステップS110において、フロント作業装置12を構成するフロント部材の操作レバー23のいずれかが不感帯を超えて操作されている場合、サブコントローラ26は、フロント作業装置12を動作させるための操作がなされていると判定し、ステップS135へ進む。
ステップS123において、サブコントローラ26は、第1タイマによる時間の計測処理、すなわち計測時間T1に制御周期に相当する時間Δtを加算するタイマカウントアップ処理(T1=T1+ΔT)を実行し、S125へ進む。
ステップS125において、サブコントローラ26は、第1タイマにより計測された時間T1が所定時間Tt1以上であるか否かを判定する。ステップS125において、計測された時間T1が所定時間Tt1未満である場合、ステップS127へ進む。ステップS127において、サブコントローラ26は、オートアイドル条件は成立していないとしてオートアイドル解除指令を出力して、ステップS110へ戻る。ステップS125において、計測された時間T1が所定時間Tt1以上である場合、ステップS130へ進む。
ステップS130において、サブコントローラ26は、オートアイドル条件が成立したとして、オートアイドル作動指令を出力し、図4のフローチャートに示す処理を終了する。なお、オートアイドル条件が成立し、オートアイドル作動指令が出力されると、エンジンコントローラ27によって、エンジン回転数が予め定められたアイドル回転数に調整されるオートアイドル制御が実行される。
ステップS110において、フロント部材の操作が有ると判定されると、ステップS135へ進む。ステップS135において、サブコントローラ26は、オートアイドル条件は成立していないとして、オートアイドル解除指令を出力するとともに第1タイマをリセットして(T1=0)、図5のフローチャートに示す処理を終了する。
図5は、第1実施形態に係る油圧ショベル1におけるサブコントローラ26によるリレーの制御の処理内容の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。
ステップS160において、サブコントローラ26は、オートアイドル作動指令が出力されているか否かを判定する。ステップS160において、オートアイドル作動指令が出力されていると判定されると、ステップS173へ進み、ステップS160において、オートアイドル作動指令が出力されていないと判定されると、ステップS190へ進む。
ステップS173において、サブコントローラ26は、第2タイマによる時間の計測処理、すなわち計測時間T2に制御周期に相当する時間Δtを加算するタイマカウントアップ処理(T2=T2+Δt)を実行し、ステップS175へ進む。
ステップS175において、サブコントローラ26は、第2タイマにより計測された時間T2が所定時間Tt2未満であるか否かを判定する。ステップS175において、計測された時間T2が所定時間Tt2未満である場合、ステップS180へ進む。ステップS180において、サブコントローラ26はリレー遮断指令を出力して、ステップS160へ戻る。
ステップS175において、計測された時間T2が所定時間Tt2以上である場合、ステップS185へ進む。ステップS185において、サブコントローラ26はリレー接続指令を出力して、図5のフローチャートに示す処理を終了する。なお、ステップS160において、オートアイドル作動指令が出力されていないと判定された場合、ステップS190へ進む。ステップS190において、サブコントローラ26はリレー接続指令を出力するとともに第2タイマをリセットして(T2=0)、図5のフローチャートに示す処理を終了する。
以上のとおり、本実施形態では、オートアイドル条件が成立すると、サブコントローラ26からオートアイドル作動指令が出力され、エンジンコントローラ27によりオートアイドル制御が行われるとともに、オートアイドル作動指令が出力されてから所定時間Tt2が経過するまではリレー遮断指令がサブコントローラ26から出力され、リレー28が遮断状態となる。これにより、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給が遮断されるので、メインコントローラ24の全機能は停止することになる。
そして、オートアイドル作動指令が出力されてから所定時間Tt2が経過すると、サブコントローラ26からリレー接続指令が出力され、リレー28が接続状態となる。これにより、バッテリ21からメインコントローラ24へ電力が供給されるので、メインコントローラ24は自己診断を行い、その後、通常の制御状態へ遷移する。
油圧ショベル1のような作業機械では、イグニッションスイッチによりエンジン20を稼働させてから停止させるまでの期間(すなわち電源オンから電源オフまでの期間)が自動車のような人及び貨物の輸送を目的とした車両に比べて長い。作業機械では、例えば、エンジン20をかけたままオペレータが交代して作業を再開したり、寒冷地などの厳しい環境の現場では空調や作動油温度の維持のために、エンジン20をかけたまま休憩をとって、そのまま作業を再開したりするような場面がしばしばある。また、作業機械に無人運転技術が適用される場合には、燃料を補給するまで何時間も作業が継続されるといった場面も想定される。
したがって、作業機械において、メインコントローラ24の自己診断機能が電源投入時にのみ行われる構成とすると、自己診断の機会が少なくなってしまうという問題がある。本実施形態によれば、エンジン20をかけたままオペレータが交代する場合、及び、エンジン20をかけたままオペレータが休憩をとる場合には、オートアイドル条件が成立するため、メインコントローラ24の自己診断の機会を増やすことができる。また、走行体10を停止させた状態でフロント作業装置12による作業を行っているときには、オートアイドル条件は成立しない。つまり、走行体10の停止時にメインコントローラ24が再起動することがなく、フロント作業装置12の作業が阻害されることはない。つまり、本実施形態によれば、フロント作業装置12による作業効率を低下させることなく、メインコントローラ24の自己診断を適切な頻度で行うことのできる油圧ショベル1を提供することができる。
上述した第1実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
(1)メインコントローラ(第1制御装置)24は、自身(当該メインコントローラ24)に電力の供給が開始されると、自身(当該メインコントローラ24)の故障の有無を診断する自己診断機能を有する。サブコントローラ(第2制御装置)26は、オートアイドル条件が成立すると、リレー(電力遮断部)28に遮断信号を出力することにより、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行し、その後(所定時間Tt2経過後)、リレー(電力遮断部)28に導通信号を出力することにより、メインコントローラ24への電力の供給を開始する電力供給制御を実行する。
このような本実施形態によれば、フロント作業装置12による作業効率を低下させることなく、メインコントローラ24の自己診断を適切な頻度で行うことのできる油圧ショベル1を提供することができる。その結果、油圧ショベル1の信頼性を長期に亘って維持することができる。
<第2実施形態>
図6及び図7を参照して、第2実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム200について説明する。なお、図中、第1実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図6は、図2と同様の図であり、第2実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム200の構成について説明する機能ブロック図である。
図6及び図7を参照して、第2実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム200について説明する。なお、図中、第1実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図6は、図2と同様の図であり、第2実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム200の構成について説明する機能ブロック図である。
図6に示すように、第2実施形態に係る油圧ショベル1は、第1実施形態と同様の構成を有し、さらに、シャットオフレバー(ゲートロックレバーともいう)260を備えている。シャットオフレバー260は、油圧ショベル1の運転室22内に設けられる。シャットオフレバー260は、運転室22の入口を制限する下げ位置である(ロック解除位置)と、運転室22の入口を開放する上げ位置である(ロック位置)とに選択的に操作可能である。
シャットオフレバー260がロック位置(上げ位置)に操作されると、比例弁ユニット25とパイロットポンプとの間の油圧回路が遮断され、フロント作業装置12の各油圧アクチュエータの駆動が禁止されたロック状態となる。したがって、ロック状態のときには、操作レバー23が操作されたとしても油圧アクチュエータは作動しない。シャットオフレバー260がロック解除位置(下げ位置)に操作されると、比例弁ユニット25とパイロットポンプとの間の油圧回路の遮断が解除され、フロント作業装置12の各アクチュエータの駆動が許可されたアンロック状態となる。したがって、アンロック状態のときには、操作レバー23の操作に基づき、油圧アクチュエータが作動する。つまり、シャットオフレバー260は、操作レバー23の操作を有効とするロック解除位置と、操作レバー23の操作を無効とするロック位置と、に選択的に操作されるロック操作装置として機能する。シャットオフレバー260には、その操作位置(ロック位置/ロック解除位置)を検出し、サブコントローラ26に検出信号を出力する操作位置センサ260aが設けられる。
サブコントローラ26は、操作位置センサ260aから検出信号に基づき、油圧ショベル1がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定部261を有する。換言すれば、ロック状態判定部261は、シャットオフレバー260がロック位置に操作されているか否かを検出する操作位置判定部である。操作位置センサ260aからシャットオフレバー260がロック位置に操作されていることを表す信号がサブコントローラ26に入力されると、ロック状態判定部261は、油圧ショベル1はロック状態であると判定する。操作位置センサ260aからシャットオフレバー260がロック解除位置に操作されていることを表す信号がサブコントローラ26に入力されると、ロック状態判定部261は、油圧ショベル1はロック状態でない、すなわちアンロック状態であると判定する。
リレー制御部250は、上記リレー制御部50の機能に加え、次の機能を有する。リレー制御部250は、ロック状態判定部261により油圧ショベル1がアンロック状態にあると判定されている場合、すなわちシャットオフレバー260が、ロック解除位置に操作されている場合には、オートアイドル条件が成立し、オートアイドル作動指令が出力されている状態であったとしても上記電力遮断制御を実行しない。
図7は、第2実施形態に係る油圧ショベル1におけるサブコントローラ226によるリレー制御の処理内容の一例を示すフローチャートである。図7では、図5のフローチャートのステップS160の処理とステップS173の処理の間にステップS263の処理が追加されている。なお、図7において、図5の処理と同じ処理には同じ符号を付し、図5の処理と異なる部分を主に説明する。このフローチャートに示す処理は、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。
ステップS160において、オートアイドル作動指令が出力されていると判定されると、ステップS263へ進む。ステップS263において、サブコントローラ226は、油圧ショベル1がロック状態であるか否かを判定する。ロック状態であると判定されると、ステップS173へ進み、ロック状態でない(すなわちアンロック状態である)と判定されると、ステップS190へ進む。
したがって、本第2実施形態では、オートアイドル条件が成立し、かつ、油圧ショベル1がロック状態の場合には、所定時間Tt2が経過するまでは、サブコントローラ226からリレー遮断指令が出力され、リレー28が遮断状態となる。これにより、バッテリ21からメインコントローラ24への電力の供給が遮断されるので、メインコントローラ24の全機能は停止することになる。
そして、所定時間Tt2が経過すると、サブコントローラ26からリレー接続指令が出力され、リレー28が接続状態となる。これにより、バッテリ21からメインコントローラ24へ電力が供給されるので、メインコントローラ24は自己診断を行い、その後、通常の制御状態へ遷移する。
このような第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
(2)油圧ショベル1は、操作レバー(操作装置)23の操作を有効とするロック解除位置と、操作レバー(操作装置)23の操作を無効とするロック位置と、に選択的に操作されるシャットオフレバー(ロック操作装置)260をさらに備える。サブコントローラ(第2制御装置)226は、シャットオフレバー(ロック操作装置)260がロック解除位置に操作されている場合、オートアイドル条件が成立したとしても電力遮断制御を実行しない。
このような構成によれば、シャットオフレバー260がロック位置(上げ位置)に操作され、油圧ショベル1がロック状態とされたとき、すなわちオペレータが明示的に休止状態とする場合にメインコントローラ24の再起動が行われる。したがって、オペレータに休止の意図は無いが、オペレータが操作レバー23の操作を一時的に中断しているような状態において、意図せずにメインコントローラ24が再起動を行ってしまうことを防止できる。
ここで、仮に、アンロック状態のときに操作レバー23の操作を一時的に中断することにより、メインコントローラ24が再起動を行う構成では、以下のような問題が生じる。この構成では、電力供給の遮断後、直ぐに操作レバー23の操作を行ったとしてもメインコントローラ24が停止していたり、起動中であったりすることに起因して、フロント作業装置12を直ぐに動作させることができないおそれがある。つまり、操作レバー23の操作を一時的に中断した後、メインコントローラ24が再起動することにより、作業をすぐに再開することができず、作業効率が悪化するおそれがある。これに対し、本第2実施形態では、操作レバー23の操作を一時的に中断したときに、意図せずにメインコントローラ24が再起動を行ってしまうことを防止できるので、作業効率の向上を図ることができる。
<第3実施形態>
図8から図10を参照して、第3実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム300について説明する。なお、図中、第1実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図8は、図2と同様の図であり、第3実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム300の構成について説明する機能ブロック図である。
図8から図10を参照して、第3実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム300について説明する。なお、図中、第1実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図8は、図2と同様の図であり、第3実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム300の構成について説明する機能ブロック図である。
第3実施形態に係る油圧ショベル1は、第1実施形態と同様の構成を有する。第3実施形態では、メインコントローラ324は、オートアイドル条件が成立すると、終了処理を実行し、サブコントローラ326は、オートアイドル条件が成立し、かつ、メインコントローラ324の終了処理が完了したと判定された場合に、メインコントローラ324への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行する。以下、詳しく説明する。
図8に示すように、メインコントローラ324は、記憶装置としての内部メモリ371と、現在設定されている各種設定値を内部メモリ371に保存する終了処理を行う終了処理部370と、を有する。なお、各種設定値としては、オペレータが自身の好みで設定した設定値、例えば、操作レバー23と比例弁ユニット25の電磁比例弁とを対応付けるための設定値(運転席の右側の操作レバー23によって駆動する油圧アクチュエータの種類及び運転席の左側の操作レバー23によって駆動する油圧アクチュエータの種類とを対応付けるための設定値)、オペレータの操作を補助するアシスト機能等の各種機能の有効/無効の設定値、比例弁ユニット25等の制御に使用する変換テーブルから得られる電流値の補正のための設定値等、種々の設定値がある。
終了処理部370は、オートアイドル判定部36においてオートアイドル条件が成立したと判定され、オートアイドル作動指令がメインコントローラ324に入力されると、終了処理を実行する。なお、メインコントローラ324の終了処理が開始されてから完了するまでの間に、操作レバー23が操作され、オートアイドル判定部36からオートアイドル解除指令が出力されると、終了処理部370は終了処理を中断し、通常の制御状態に復帰する。
サブコントローラ326は、オートアイドル条件が成立してからの時間T3を計測する第3時間計測部381と、オートアイドル判定部36での判定結果、及び、第3時間計測部381での計測結果に基づき、メインコントローラ324の終了処理が完了したか否かを判定する終了処理完了判定部380と、を有する。
第3時間計測部381は、オートアイドル判定部36からオートアイドル条件成立と判定された結果を表すオートアイドル作動指令が出力されると、サブコントローラ326に内蔵されている第3タイマにより、時間の計測を開始する。第3時間計測部381は、オートアイドル判定部36からオートアイドル条件非成立と判定された結果を表すオートアイドル解除指令が出力されると、第3タイマをリセットし、計測時間T3を0(ゼロ)にする。つまり、第3時間計測部381は、オートアイドル条件が継続して成立している時間、すなわちオートアイドル作動指令が連続して出力されている時間を計測する。
終了処理完了判定部380は、オートアイドル判定部36からオートアイドル解除指令が出力されているときには、メインコントローラ324の終了処理は完了していないと判定する。また、終了処理完了判定部380は、第3時間計測部381により計測された時間T3が所定時間Tt3を経過したか否かを判定する。終了処理完了判定部380は、第3時間計測部381により計測された時間T3が所定時間Tt3未満である場合には、メインコントローラ324の終了処理は完了していないと判定する。終了処理完了判定部380は、第3時間計測部381により計測された時間T3が所定時間Tt3以上である場合には、メインコントローラ324の終了処理は完了していると判定する。所定時間Tt3は、メインコントローラ324の終了処理が開始されてから完了するまでに要する時間(例えば、5s~10s)に余裕時間を加味した時間であり、実験等により設定される閾値であり、予めサブコントローラ326の記憶装置に記憶されている。
リレー制御部350は、上記リレー制御部50の機能に加え、次の機能を有する。リレー制御部350は、終了処理完了判定部380によりメインコントローラ324の終了処理が完了していると判定された場合、リレー28に遮断信号を出力する。これにより、リレー28が遮断状態となる。リレー制御部350は、遮断信号を出力してから所定時間Tt2が経過した後、リレー28に接続信号を出力する。これにより、リレー28が接続状態となる。なお、リレー制御部350は、終了処理完了判定部380によりメインコントローラ324の終了処理が完了していないと判定された場合には、リレー28に接続信号を出力する。
図9は、第3実施形態に係る油圧ショベル1におけるサブコントローラ326によるリレー制御の処理内容の一例を示すフローチャートである。図9では、図5のフローチャートのステップS160の処理に代えてステップS361の処理が行われる。なお、図9において、図5の処理と同じ処理には同じ符号を付し、図5の処理と異なる部分を主に説明する。このフローチャートに示す処理は、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。
ステップS361において、サブコントローラ326は、メインコントローラ324の終了処理が完了しているか否かを判定する。ステップS361において、終了処理が完了していると判定されると、ステップS173へ進み、ステップS361において、終了処理は完了していないと判定されると、ステップS190へ進む。
なお、終了処理が完了しているか否かは、図10に示す終了処理完了判定処理のフローチャートにより行われる。図10は、メインコントローラ324の終了処理が完了したか否かを判定する処理内容の一例を示すフローチャートである。図10を参照して、サブコントローラ326による終了処理完了判定処理について説明する。ステップS340において、サブコントローラ326は、オートアイドル作動指令が出力されているか否かを判定する。ステップS340において、サブコントローラ326は、オートアイドル作動指令が出力されていると判定されると、ステップS348へ進み、ステップS340において、オートアイドル作動指令が出力されていないと判定されると、ステップS356へ進む。
ステップS348において、サブコントローラ326は、第3タイマによる時間の計測処理、すなわち計測時間T3に制御周期に相当する時間Δtを加算するタイマカウントアップ処理(T3=T3+ΔT)を実行し、ステップS349へ進む。
ステップS349において、サブコントローラ326は、第3タイマにより計測された時間T3が所定時間Tt3以上であるか否かを判定する。ステップS349において、計測された時間T3が所定時間Tt3未満である場合、ステップS351へ進み、終了処理は完了していないと判定してステップS340へ戻る。
ステップS349において、計測された時間T3が所定時間Tt3以上である場合、ステップS353へ進み、終了処理は完了していると判定して、図10のフローチャートに示す処理を終了する。なお、ステップS340において、オートアイドル作動指令が出力されていないと判定された場合、ステップS356へ進む。ステップS356において、サブコントローラ326は、メインコントローラ324の終了処理は完了していないと判定するとともに第3タイマをリセットして(T3=0)、図10のフローチャートに示す処理を終了する。
以上のとおり、本第3実施形態では、オートアイドル条件が成立し、オートアイドル作動指令がメインコントローラ324に入力されると、メインコントローラ324において、終了処理が実行される。サブコントローラ326は、図10のフローチャートの処理により、メインコントローラ324の終了処理が完了したか否かを判定し、その判定結果に基づき、図9のフローチャートの処理により、リレー28を制御する。
このような第3実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
(3)メインコントローラ(第1制御装置)324は、オートアイドル条件が成立すると、終了処理を実行し、サブコントローラ(第2制御装置)326は、メインコントローラ324(第1制御装置)の終了処理が完了したか否かを判定し、オートアイドル条件が成立し、かつ、メインコントローラ(第1制御装置)324の終了処理が完了したと判定された場合に、電力遮断制御を実行する。なお、本第3実施形態では、サブコントローラ(第2制御装置)326は、オートアイドル条件が成立してからの時間T3が所定時間Tt3を経過したときに、メインコントローラ(第1制御装置)324の終了処理が完了したと判定して、電力遮断制御を実行する。
これにより、メインコントローラ324への電力の供給が遮断される前に、メインコントローラ324は、各種設定値を内部メモリ371に保存することができる。このため、メインコントローラ324において、終了処理が完了する前に電力の供給が遮断されることに起因して、再起動後に設定値が初期化されてしまうことを防止できる。本実施形態によれば、メインコントローラ324への電力の供給が遮断される前の設定を再起動後にも引き継ぐことができる。その結果、メインコントローラ324の再起動の前後で、オペレータの操作に応じた油圧ショベル1の動作特性が変化してしまうことを防止できる。
<第4実施形態>
図11を参照して、第4実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム400について説明する。なお、図中、第3実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図11は、図8と同様の図であり、第4実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム400の構成について説明する機能ブロック図である。
図11を参照して、第4実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム400について説明する。なお、図中、第3実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図11は、図8と同様の図であり、第4実施形態に係る油圧ショベル1の制御システム400の構成について説明する機能ブロック図である。
第3実施形態では、サブコントローラ326が、オートアイドル作動指令の出力を開始してからの時間(すなわちオートアイドル条件が成立してからの時間)T3が所定時間Tt3を経過したときに、メインコントローラ324の終了処理が完了したと判定し、リレー28を遮断状態にする例について説明した。これに対し、本第4実施形態では、サブコントローラ426は、メインコントローラ424から終了処理が完了したことを表す信号が入力されたときに、メインコントローラ424の終了処理が完了したと判定し、リレー28を遮断状態にする。以下、詳しく説明する。
メインコントローラ424の終了処理部470は、上記第3実施形態に係る終了処理部370と同様の終了処理を実行する。また、終了処理部470は、終了処理が完了していない場合には、終了処理が完了していないことを表す信号(終了処理未完了通知)をサブコントローラ426に出力する。終了処理部470は、終了処理が完了すると、終了処理が完了したことを表す信号(終了処理完了通知)をサブコントローラ426に出力する。なお、メインコントローラ424の終了処理が開始されてから完了するまでの間に、操作レバー23が操作され、オートアイドル判定部36からオートアイドル解除指令が出力されると、終了処理部470は終了処理を中断し、通常の制御状態に復帰するとともに、終了処理未完了通知をサブコントローラ426に出力する。
サブコントローラ426の終了処理完了判定部480は、メインコントローラ424からの信号(終了処理完了通知/終了処理未完了通知)に基づき、メインコントローラ424の終了処理が完了したか否かを判定する。終了処理完了判定部480は、メインコントローラ424の終了処理部470から終了処理が完了したことを表す信号(終了処理完了通知)が入力されると、メインコントローラ424の終了処理が完了したと判定する。終了処理完了判定部480は、終了処理部470から終了処理が完了していないことを表す信号(終了処理未完了通知)が入力されると、メインコントローラ424の終了処理は完了していないと判定する。
リレー制御部350は、上記第3実施形態と同様、終了処理完了判定部480によりメインコントローラ424の終了処理が完了していると判定された場合、リレー28に遮断信号を出力する。これにより、リレー28が遮断状態となる。リレー制御部350は、遮断信号を出力してから所定時間Tt2が経過した後、リレー28に接続信号を出力する。これにより、リレー28が接続状態となる。なお、リレー制御部350は、終了処理完了判定部480によりメインコントローラ324の終了処理が完了していないと判定された場合には、リレー28に接続信号を出力する。
本第4実施形態では、図9に示すステップS361において、サブコントローラ426は、メインコントローラ424から終了処理完了通知が出力されている場合に、メインコントローラ424の終了処理が完了していると判定し、ステップS173へ進む。ステップS361において、サブコントローラ426は、メインコントローラ424から終了処理完了通知が出力されていない場合(すなわちメインコントローラ424から終了処理未完了通知が出力されている場合)には、メインコントローラ424の終了処理は完了していないと判定し、ステップS190へ進む。
以上のとおり、本第4実施形態では、オートアイドル条件が成立し、オートアイドル作動指令がメインコントローラ424に入力されると、メインコントローラ424において、終了処理が実行される。そして、終了処理が完了すると、メインコントローラ424からサブコントローラ426に終了処理完了通知が出力され、図9のフローチャートの処理により、リレー28が制御される。
このような第4実施形態によれば、上記第3実施形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
(4)サブコントローラ(第2制御装置)426は、メインコントローラ(第1制御装置)424から終了処理が完了したことを表す信号(終了処理完了通知)が入力されたときに、メインコントローラ424の終了処理が完了したと判定し、電力遮断制御を実行する。これにより、終了処理が完了する前にメインコントローラ424への電力の供給が遮断されてしまうことを、より確実に防止することができる。すなわち、第4実施形態によれば、内部メモリ371に適切な設定値が保存されず、再起動時に予期せぬ動作を起こすという問題をより効果的に回避することができる。
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。
<変形例1>
各コントローラ24,26,27は、それぞれ複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。また、サブコントローラ26とエンジンコントローラ27とを個別に設けることに代えて、サブコントローラ26とエンジンコントローラ27の機能を有する一つのコントローラを設けるようにしてもよい。
各コントローラ24,26,27は、それぞれ複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。また、サブコントローラ26とエンジンコントローラ27とを個別に設けることに代えて、サブコントローラ26とエンジンコントローラ27の機能を有する一つのコントローラを設けるようにしてもよい。
<変形例2>
上記実施形態では、フロント作業装置12が、ブーム13、アーム14及びバケット15で構成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。作業装置の構造、関節の数等は、任意に構成することができる。例えば、バケット15の代わりに油圧で開閉して物体を把持するグラップルを装備してもよい。
上記実施形態では、フロント作業装置12が、ブーム13、アーム14及びバケット15で構成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。作業装置の構造、関節の数等は、任意に構成することができる。例えば、バケット15の代わりに油圧で開閉して物体を把持するグラップルを装備してもよい。
<変形例3>
メインコントローラ24,324,424は、フロント作業装置12の各油圧シリンダ16,17,18を制御するだけでなく、メインコントローラ24,324,424に搭載されているI/Oのデジタル出力ポートを使用して、油圧回路を遮断及び開放するオンオフ制御弁を制御してもよい。
メインコントローラ24,324,424は、フロント作業装置12の各油圧シリンダ16,17,18を制御するだけでなく、メインコントローラ24,324,424に搭載されているI/Oのデジタル出力ポートを使用して、油圧回路を遮断及び開放するオンオフ制御弁を制御してもよい。
<変形例4>
上記実施形態では、操作センサ23aで検出される操作信号が電圧である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操作センサ23a及び操作判定部34は、操作センサ23aでの検出結果に基づいて、操作判定部34が操作レバー23の操作の有無を判定できる構成であればよい。例えば、操作センサ23aから出力される操作信号は、デジタル信号、PWM信号としてもよく、操作判定部34はこれらの操作信号に基づいて、操作レバー23の操作の有無を判定してもよい。また、操作レバー23の方式は電気レバー方式に限らず、油圧レバー方式を用いてもよい。この場合、操作信号を油圧で伝達するパイロット回路に圧力センサを設け、検出した圧力を操作信号として用いればよい。
上記実施形態では、操作センサ23aで検出される操作信号が電圧である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操作センサ23a及び操作判定部34は、操作センサ23aでの検出結果に基づいて、操作判定部34が操作レバー23の操作の有無を判定できる構成であればよい。例えば、操作センサ23aから出力される操作信号は、デジタル信号、PWM信号としてもよく、操作判定部34はこれらの操作信号に基づいて、操作レバー23の操作の有無を判定してもよい。また、操作レバー23の方式は電気レバー方式に限らず、油圧レバー方式を用いてもよい。この場合、操作信号を油圧で伝達するパイロット回路に圧力センサを設け、検出した圧力を操作信号として用いればよい。
<変形例5>
上記実施形態で説明した電圧値と電流値の変換テーブル(図3参照)は一例にすぎず、油圧アクチュエータの動作特性に応じてテーブルを任意に変更してもよい。
上記実施形態で説明した電圧値と電流値の変換テーブル(図3参照)は一例にすぎず、油圧アクチュエータの動作特性に応じてテーブルを任意に変更してもよい。
<変形例6>
上記実施形態で説明した制御システム100,200,300,400の構成は一例にすぎず、メインコントローラ24,324,424から独立した装置(不図示)がサブコントローラ26,226,326,426からの指令を受けてメインコントローラ24,324,424への電力供給を制御可能な構成であれば、その構成は種々採用することができる。例えば、第1実施形態において、各コントローラ24,26,27へ電力を供給するバッテリ21をコントローラ24,26,27ごとに個別に設けてもよい。
上記実施形態で説明した制御システム100,200,300,400の構成は一例にすぎず、メインコントローラ24,324,424から独立した装置(不図示)がサブコントローラ26,226,326,426からの指令を受けてメインコントローラ24,324,424への電力供給を制御可能な構成であれば、その構成は種々採用することができる。例えば、第1実施形態において、各コントローラ24,26,27へ電力を供給するバッテリ21をコントローラ24,26,27ごとに個別に設けてもよい。
<変形例7>
上記実施形態では、バッテリ21からメインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断可能な電力遮断部としてのリレー28を設け、リレー28の開閉を制御することにより、メインコントローラ24,324,424への電力の供給を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バッテリ21からサブコントローラを介してメインコントローラに電力を供給する構成とし、リレー28に代えて、サブコントローラ26,226,326,426内にスイッチ回路等の電力遮断部を設け、この電力遮断部を制御することにより、バッテリ21からメインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断するようにしてもよい。また、リレー28に代えて、メインコントローラ24,324,424とは別のコントローラ(不図示)を設け、この別のコントローラによって、メインコントローラ24,324,424に電力を直接供給したり、遮断したりしてもよい。
上記実施形態では、バッテリ21からメインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断可能な電力遮断部としてのリレー28を設け、リレー28の開閉を制御することにより、メインコントローラ24,324,424への電力の供給を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バッテリ21からサブコントローラを介してメインコントローラに電力を供給する構成とし、リレー28に代えて、サブコントローラ26,226,326,426内にスイッチ回路等の電力遮断部を設け、この電力遮断部を制御することにより、バッテリ21からメインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断するようにしてもよい。また、リレー28に代えて、メインコントローラ24,324,424とは別のコントローラ(不図示)を設け、この別のコントローラによって、メインコントローラ24,324,424に電力を直接供給したり、遮断したりしてもよい。
<変形例8>
上記実施形態では、所定時間、操作レバー23が操作されなかった場合にオートアイドル条件が成立する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フロント作業装置12を操作するための操作レバー23だけでなく、走行体10の走行を操作する走行ペダル(不図示)の操作信号を検出し、操作レバー23及び走行ペダルの両方の操作信号が所定時間検出されなかった場合に、オートアイドル条件が成立したとして、オートアイドル制御を実行する構成でもよい。
上記実施形態では、所定時間、操作レバー23が操作されなかった場合にオートアイドル条件が成立する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フロント作業装置12を操作するための操作レバー23だけでなく、走行体10の走行を操作する走行ペダル(不図示)の操作信号を検出し、操作レバー23及び走行ペダルの両方の操作信号が所定時間検出されなかった場合に、オートアイドル条件が成立したとして、オートアイドル制御を実行する構成でもよい。
<変形例9>
上記実施形態では、オートアイドル条件が成立すると、エンジンコントローラ27によるオートアイドリング制御が実行されるとともに、メインコントローラ24,324,424の再起動が行われる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。上記オートアイドル条件が成立し、サブコントローラ26,226,326,426からエンジンコントローラ27にオートアイドル作動指令が出力された場合であっても、所定の条件が成立している場合には、オートアイドル制御を実行しないようにしてもよい。例えば、エンジンコントローラ27は、オートアイドル作動指令が入力されても、冷却水温が予め定められた閾値よりも低い場合には、例外的にエンジン回転数をアイドル回転数よりも高い回転数に維持する制御を行って、エンジン20の暖機を行ってもよい。このような場合であっても、サブコントローラ26,226,326,426は、オートアイドル条件が成立すると、メインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行する。
上記実施形態では、オートアイドル条件が成立すると、エンジンコントローラ27によるオートアイドリング制御が実行されるとともに、メインコントローラ24,324,424の再起動が行われる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。上記オートアイドル条件が成立し、サブコントローラ26,226,326,426からエンジンコントローラ27にオートアイドル作動指令が出力された場合であっても、所定の条件が成立している場合には、オートアイドル制御を実行しないようにしてもよい。例えば、エンジンコントローラ27は、オートアイドル作動指令が入力されても、冷却水温が予め定められた閾値よりも低い場合には、例外的にエンジン回転数をアイドル回転数よりも高い回転数に維持する制御を行って、エンジン20の暖機を行ってもよい。このような場合であっても、サブコントローラ26,226,326,426は、オートアイドル条件が成立すると、メインコントローラ24,324,424への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行する。
<変形例10>
上記実施形態では、クローラ式の走行体(走行装置)10を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ホイール式油圧ショベル、ホイールローダ等、ホイール式の走行体(走行装置)を備えた作業機械に本発明を適用することもできる。
上記実施形態では、クローラ式の走行体(走行装置)10を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ホイール式油圧ショベル、ホイールローダ等、ホイール式の走行体(走行装置)を備えた作業機械に本発明を適用することもできる。
<変形例11>
上記第2実施形態では、シャットオフレバー260をロック操作装置として使用したが、本発明はこれに限定されない。ロック装置としては、メインコントローラ24,324,424から比例弁ユニット25への信号を遮断可能な装置、比例弁ユニット25からコントロールバルブへの信号(パイロット圧)を遮断可能な装置、比例弁ユニット25とパイロットポンプとの間の油圧回路を遮断可能な装置等、操作レバー23の操作の有効/無効を選択可能な装置であればよい。例えば、公道を走行可能なホイール式油圧ショベルの運転室内に備えられているパイロットカットスイッチもシャットオフレバーと同等の機能を持つため、これをロック装置として使用してもよい。
上記第2実施形態では、シャットオフレバー260をロック操作装置として使用したが、本発明はこれに限定されない。ロック装置としては、メインコントローラ24,324,424から比例弁ユニット25への信号を遮断可能な装置、比例弁ユニット25からコントロールバルブへの信号(パイロット圧)を遮断可能な装置、比例弁ユニット25とパイロットポンプとの間の油圧回路を遮断可能な装置等、操作レバー23の操作の有効/無効を選択可能な装置であればよい。例えば、公道を走行可能なホイール式油圧ショベルの運転室内に備えられているパイロットカットスイッチもシャットオフレバーと同等の機能を持つため、これをロック装置として使用してもよい。
<変形例12>
上記第3、第4実施形態では、メインコントローラ324,424が行う終了処理では、内部メモリ371に各種設定値を保存する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ324,424が行う終了処理とは、終了時(メインコントローラ324,424の電源が落とされるとき)のみに行われる特殊な処理であればよい。例えば、終了時に各種設定値、故障診断の結果(故障情報等)をメインコントローラ324,424の外部のサブコントローラ326,426、または外部サーバ等の外部機器に保存させる構成でもよい。
上記第3、第4実施形態では、メインコントローラ324,424が行う終了処理では、内部メモリ371に各種設定値を保存する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ324,424が行う終了処理とは、終了時(メインコントローラ324,424の電源が落とされるとき)のみに行われる特殊な処理であればよい。例えば、終了時に各種設定値、故障診断の結果(故障情報等)をメインコントローラ324,424の外部のサブコントローラ326,426、または外部サーバ等の外部機器に保存させる構成でもよい。
<変形例13>
また、上述したように、異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態のシャットオフレバー260及びロック状態判定部261を、第3実施形態または第4実施形態の制御システム300,400に組み込み、油圧ショベル1がロック状態のときにのみ、メインコントローラ324,424の終了処理を行い、ロック状態において終了処理が完了したと判定された場合に、メインコントローラ324,424への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行してもよい。
また、上述したように、異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態のシャットオフレバー260及びロック状態判定部261を、第3実施形態または第4実施形態の制御システム300,400に組み込み、油圧ショベル1がロック状態のときにのみ、メインコントローラ324,424の終了処理を行い、ロック状態において終了処理が完了したと判定された場合に、メインコントローラ324,424への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行してもよい。
<変形例14>
電力供給源としてバッテリ21が設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ24,324,424に電力を供給する電力供給源としては、キャパシタなどの蓄電装置であってもよいし、発電機であってもよい。
電力供給源としてバッテリ21が設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ24,324,424に電力を供給する電力供給源としては、キャパシタなどの蓄電装置であってもよいし、発電機であってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
1…油圧ショベル(作業機械)、12…フロント作業装置(作業装置)、20…エンジン、23…操作レバー(操作装置)、24,324,424…メインコントローラ(第1制御装置)、26,226,326,426…サブコントローラ(第2制御装置)、27…エンジンコントローラ(第2制御装置)、260…シャットオフレバー(ロック操作装置)
Claims (5)
- 作業装置と、前記作業装置を操作するための操作装置と、前記操作装置の操作に基づいて前記作業装置の動作を制御する第1制御装置と、所定時間、前記操作装置が操作されなかった場合にオートアイドル条件が成立したとして、エンジン回転数をアイドル回転数まで下げるオートアイドル制御を実行する第2制御装置と、を備えた作業機械において、
前記第1制御装置は、当該第1制御装置に電力の供給が開始されると、当該第1制御装置の故障の有無を診断し、
前記第2制御装置は、前記オートアイドル条件が成立すると、前記第1制御装置への電力の供給を遮断する電力遮断制御を実行し、その後、前記第1制御装置への電力の供給を開始する電力供給制御を実行する、
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記操作装置の操作を有効とするロック解除位置と、前記操作装置の操作を無効とするロック位置と、に選択的に操作されるロック操作装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、前記ロック操作装置が前記ロック解除位置に操作されている場合には、前記オートアイドル条件が成立したとしても前記電力遮断制御を実行しない、
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記第1制御装置は、前記オートアイドル条件が成立すると、終了処理を実行し、
前記第2制御装置は、前記第1制御装置の前記終了処理が完了したか否かを判定し、前記オートアイドル条件が成立し、かつ、前記第1制御装置の前記終了処理が完了したと判定された場合に、前記電力遮断制御を実行する、
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項3に記載の作業機械において、
前記第2制御装置は、前記オートアイドル条件が成立してからの時間が所定時間を経過したときに、前記第1制御装置の前記終了処理が完了したと判定する、
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項3に記載の作業機械において、
前記第2制御装置は、前記第1制御装置から前記終了処理が完了したことを表す信号が入力されると、前記第1制御装置の前記終了処理が完了したと判定する、
ことを特徴とする作業機械。
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